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    中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所綠色催化課題組在離子液體結(jié)構(gòu)與溶劑極性的相關(guān)研究方面取得新進展。最新成果發(fā)表在近期出版的《物理化學(xué)B》（The Journal of Physical Chemistry B, 2010, 114 (11), pp 3912–3920. DOI: 10.1021/jp911430t）。

    研究人員揭示了基于咪唑的羥基離子液體的獨特的極性特征，發(fā)現(xiàn)羥基對離子液體的極性呈現(xiàn)出明顯的區(qū)分效應(yīng)。通過溶劑顯色化染料和熒光探針分子表征，發(fā)現(xiàn)對于具有不同陰離子的非羥基的咪唑類離子液體，其極性都很相接近(E_T(30) = 50.7–52.6 Kcal/mol)。與非羥基離子液體相比較，羥基離子液體的極性范圍變寬(E_T(30) = 51.2–61.7 Kcal/mol)，且呈現(xiàn)出較強的陰離子依賴性。Kamlet-Taft溶劑參數(shù)和密度泛函理論計算表明這種羥基誘導(dǎo)的極性區(qū)分效應(yīng)主要是因為陽離子上引入羥基后，陰離子與羥基之間存在的離子氫鍵作用因為陰離子種類的不同而得到區(qū)分，由此導(dǎo)致離子液體與極性探針分子的作用強弱不同。進一步研究發(fā)現(xiàn)，螺吡喃-部花青平衡（Spiropyran-Merocyanine）作為一種極性敏感的探針反應(yīng)，在此類羥基離子液體中呈現(xiàn)出明顯極性響應(yīng)的溶劑化顯色、光致變色和熱回復(fù)行為。

    研究發(fā)現(xiàn)的“超極性”的羥基離子液體（[PF₆]，[NTf₂]和[ClO₄]），可以作為單一物質(zhì)而非混合物，用于填補介于水與普通溶劑間的極性空白，這種高極性的非酸和非水的離子介質(zhì)可廣泛用于合成與催化。本研究表明通過引入較高活性的基團（例如羥基）能促進陽離子-陰離子間的相互作用，并提供了一種設(shè)計和合成極性-特定離子液體的思路和方法。

The optimized geometries of six ILs from B3LYP/6-31+g (d,p). (a) [EMIm][AC], (b) [EMIm][Cl], (c) [EMIm][PF₆], (d) [HOEMIm][AC], (e) [HOEMIm][Cl], and (f) [HOEMIm][PF₆] (H-bond is indicated as dashed line).